TW543006B - Contactless data carrier - Google Patents

Description

543006 五、 發明說明 ( 1； ) 本 發 明 涉 及 一 種 Μ j \ \\ 源 (： pa s S i ν丨 e ) 運 轉 的 不 接 觸 的 資 料 載 體 〇 這 樣 的 資 料 載 體 一 般 地 由 一 個 鍋 連 裝 置 及 一 個 微 電 子 晶 片 構 成 〇 在 讀 出 裝 置 的 要 求 範 圍 之 外 由 於 适 種 資 料 載 體 一 般 沒 有 白 己 的 供 電 電 源 j 只 能 完 全 Μ J\\\ 源 地 工 作 〇 只 在 讀 出 裝 置 的 要 求 範 圍 之 內 ， 所 述 的 資 料 載 體 才 開 始 工 作 〇 資 料 載 體 工 作 不 三 _ 是 傳 輸 節 點 還 是 資 料 所 需 要 的 能 量 都 是 通 過 鍋 連 元 件 向 資 料 載 體 不 接 觸 地 傳 遞 〇 如 果把 固 有 頻 率 與 讀 出 裝 置 的 發 射 頻 率 大 致 相 當 的 資 料 載 體 放 在 二 m 出 裝 置 天 線 的 交 變 磁 場 內 該 資 料 載 體 就 從 磁 場 中 吸 取 能 量 0 通 過 m 出 裝 置 的 天 線 饋 電 電 流 可 以 測 出 讀 出 裝 置 的 內 部 電 阻 上 的 電 壓 下 降 幅 度 J 從而 可以 測 出 這 種 被 額 外 吸 取 的 能 量 的 多 少 〇 通 過 改 變 資 料 載 體 的 鍋 連 元 件 上 的 負 載 電 阻 之 開 / 關 5 可 以 改 變 該 讀 出 裝 置 之 天 線 中 的 電 壓 大 小 及 / 或 相 位 5 並 可相 應 地 藉 由 遠 處 之 資 料 載 體 來 調 節 天 線 中 的 電 壓 〇 若 藉 由 資 料 來 控 制 所 述 負 載 電 阻 的 通 / 斷 轉 換 從 而 資 料 可 以 從 資 料 載 體 向 讀 出 裝 置 傳 送 〇 坦 種 資 料 傳 輸 形 式 稱 爲 負 載 調 變 〇 相 應 的 裝 置 克 勞 斯 • 弗 茨 勒 在 RFID 手 冊 卡 爾 • 漢 莎 出 版 社 ， 第 二 版 慕 尼 里 y \ \ \ 2000 丨中 丨有 丨舉 ： 〇 第 1 圖 中 示 出 一 種 根 據 現有技 術 的 裝 置 〇 讀 出 裝 置 1 和 不 接 觸 的 資 料 載 體 2 經 磁 場 Η 相 互 連 接 〇 在 資 料 載 體 2 上 設 有 種 線 圈 L1 1 作 爲 耦1 連 元 -3 件 〇 線 圈 與 電 容 器 C： 1 1 起 543006 五、 發 •明說明 ( 2 : ) 構 成 -. 個諧 振 電 路 。通過一個整流二極體D 1 1把微 晶 片 MC 與 線 圈 L1 1 連 接 〇 平滑電容器C 1 2降低直流電壓的 波 紋 度 〇 此 外 ，它 還 起支 援電容的作用。與線圏L 1 1並聯 一 個 用 電 晶 體 充任 的 開 關 1 3，通過該開關可以將線圈L 1 1 短 路 或 者 把 線圈 L1 1 切換成並接負載電阻。電晶體1 3 由 微 晶 片 MC的資料信號 1 2所控制。從而可以進行上述部 分所 述 的 負 載 調變 〇 這 種 安排的 問 題 在於微晶片MC的供電，因 在開關 13 的 導 通 狀態 下 電 容 器1 2沒有續充電。依資料載體 的 情 況 不 同 也就 是 說 依 與讀出裝置的距離、調變信號的 耗 電 和 持 續 時 間的 不 同 供電電壓可能會下降到使資料載 體 的 功 能 失 效 。當 電 容 器 C12積體化成在微晶片MC之中 其 電 容 量 受 限時 J 尤 其 是這樣。 本 發 明的 S 的 在 於，提供一種不接觸的資料載體 y 在 困 難 條 件 下也 能 保 證 電源供電。 所 述 目的 通 cm Μ —. 種不接觸的的資料載體來達成， 所 述 的 不 接 觸 的資 料 載 體 具有： — 一 個耦 連 元 件 — 第 一和 第 整 流電路，它們有不同的輸入阻抗 並 且 其 輸 入 與 所述 親 連 元 件連接或者可以與耦連電路連接 ， 用 於 從在 親 連元件 中 生的交流電壓中獲得直流電壓， — 一 個轉 換 開 關 ，它與調變控制電路連接，用於 在 這 兩 個 整 流 電路 之 間 進 行轉換，從而使直流電壓藉由其 -4- 中 個 543006 五、發明說明（3) 和/或另一個整流電路而產生，和 --個穩壓電路，該電路與這兩個整流電路的輸出連接 或者說可以與它們連接。 就是說，在本發明的資料載體中，耦連元件不被短路， 或者說不在電阻中把能量轉換成熱，而是切換到兩個整流 電路之一用於調變。因爲這樣地設計，使它有另一個輸入 電阻，則“切換至另一個整流”是表示一種負載的變化， 這種變化再與所希望的調變相對。其優點在於，能量不會 無意義地消耗，而是能夠繼續提供給資料載體用作電源供 這兩個整流電路共同利用某些部件，這樣是較有利的。 在本發明的一種特別有利之實施形式中，現在將整流電路 構成 倍壓整流電路。從而得到不同的輸入阻抗。在整流 電路的輸出上連接穩壓電路，從而把較高的電壓重新降低 到單一的電壓値。如果爲此設一個並聯穩壓器，則可以使 損耗很小。 所述目的同樣通過一種不接觸的資料載體來達成，所述 的資料載體具有： 一一個親連元件， -一個整流電路，用於從在耦連元件中 生的交流電壓 中得到直流電壓， - 一個與調變控制線路相連接的開關，通過該開關可以 把儲能器在充電相位中與耦連元件連接，這裏儲能器是一 543006 五、發明說明（4) 種負載，和 - 一個穩壓電路，該電路與整流電路和儲能器連接，這 裏儲存在儲能器中的能量在放電相位中可以向與整流電路 的輸出連接的收集點放電。 因爲儲能器與穩壓電路連接，所以在儲能器中儲存的能 量可以用作資料載體的電源。現在借助於一個實施例詳細 地說明本發明。 圖示簡單說明： 第1圖根據先前技術繪製的不接觸的資料載體。 第2圖有倍壓電路的不接觸的資料載體的電路圖。 第3圖爲第2圖的電路配置的擴展，用於切斷倍壓功能 〇 第4圖是本發明中的不接觸的資料載體，作爲第3圖電 路配置的擴展。 第5圖是根據先前技術的資料載體所繪製的波形圖。 第6圖是根據第4圖的本發明中資料載體的波形圖。 第1圖根據先前技術繪製的不接觸的資料載體在說明書 前言中已經進行了說明，從而爲了避免重復，不再從該圖 著手。 第2圖中把在圖1中僅由一種二極體Π組成的整流電 路加以擴展，使之得到一種倍壓電路。在這種所謂的維拉 德（V i 1 1 a I* d )電路中，在作爲耦連元件用的線圈L 1和與圖 1中的整流二極體D 1 1相對應的整流二極體D2之間接入一 543006 五、發明說明（5) 個電容器C3。線圏li的第二接點通過二極體D1而與電容 器C3的第二接點連接◦線圏L1中感應的電壓UL1處於負 半周時’電容器C3經二極體D1充電到線圈L1上的交流 電壓的振幅UL j。在正半周時二極體D 1截止。通過此種與 整流二極體D2的陰極相連以及和線圈L1的第二接點相連 的平滑電容器C2而分出供電電壓Uv。在正半周時電容器 C2經二極體D2充電至電壓UL1 + Ue3，這表示UL1加倍成爲 Uv。就是說’線圈l 1中感應的電壓 加在直流電壓Ue3上 〇 爲了能夠盡可能多地把第二整流電路上的部件與第一條 整流電路共用，應當把圖2所示的電路配置加以擴展，使 之可以去除倍壓功能（圖3 )。爲此在線圈L 1的第二接點和 二極體D1的陽極之間接入第三二極體D3。在此這兩個二 極體D 3和D1的陽極相連接。同時在線圈l 1的第二接點 上接一個第四二極體D4，該二極體的陰極和整流二極體 D2的陰極接在一起。從而在負半周時電容器C3不再充電 ，而是形成一個一般的橋式整流線路◦在此種配置中電容 器C3不受干擾，因爲其上不再形成直流電壓了。 根據第4圖，在這兩個整流電路之間的切換是通過開關 S 1來完成，該開關跨接第三二極體D3並且由調變器控制 電路MSS來控制。 在整流電路的輸出側除了平滑電容器C2之外，還設有 電阻器R2和一個齊納（Zener)二極體DZ或者一個並聯穩 543〇〇6 五、發明說明（6) 壓器，從而不論平常的橋式整流電路還是倍壓整流電路是 否已驅動，在輸出端都可以提供相同的供電電壓Uv。只有 在電壓超過所希望的値時穩壓器才進行干預。如果在齊納 二極體DZ中產生功率消耗，也不會發生干擾。根據本發 明的資料載體的電路配置，進行調變時並沒有加入負載電 阻。 第5圖和第6圖是分別根據先前技術的資料載體和本發 明的資料載體所繪製的波形圖。 圖中顯示該耦連元件，也就是線圈L 1 1和L 1，中的電流 i u !、U i，整流電路的輸出端之供電電壓U v以及資料信號 1 2。依據先前技術，接入負荷時供電電壓Uv急劇下降。 而根據本發明的資料載體上的電路配置，供電電壓接入負 荷時僅微不足道地下降。在兩情況下線圈的電流振幅卻相 差大約2 . 5毫安培，從而對於讀出裝置辨識已調變的信號 時不會有不利之處。第5圖中切斷負載後電流i ^上升緩 慢’而在圖6中，也就是本發明的資料載體中，電流振幅 卻迅速上升到其最高値。這也是作 本發明的資料載 體在運用中的另一個優點。 元件符號表： 1 讀出裝置 2 不接觸的資料載體 12 資料信號 13 開關 543006 五、發明說明（7) Η 磁 場 MC 微 晶 片 C2 電 容 器 C3 電 容 器 D2 整 流 二 極 體 Dll 整 流 二 極 體 D3 第 二 二 極 體 Ull 電 流 振 幅 1 LI 電 流 振 幅 LI 線 圈 MSS 調 變 器 控 制電路 SI 開 關 UL1 感 應 的 電 壓 Uv 供 電 電 壓

Claims (1)

1. 543006 六、申請專利範圍 1 · 一種不接觸的資料載體，具有： ——個耦連元件（L 1 )， -第一和第二整流電路，它們有不同的輸入阻抗並且 其輸入端是與所述耦連元件（L 1 )連接或者可以與其連接 ’用於從耦連元件（L 1 )中產生的交流電壓中得到直流電 壓（Uv)， —一個轉換開關（S 1 )，它與調變控制開關（M S S )連接 ’用於在這兩個整流電路之間進行轉換，從而使直流電 壓（Uv )經由其中一個和/或另一個整流電路而產生，和 ---個穩壓電路（DZ )，該電路與這兩個整流電路的輸 出連接或可以與它們連接。 2 ·如申請專利範圍第1項之不接觸的資料載體，其中第一 和第二整流電路有共同的部件（D 1、D2 )。 3 ,如申請專利範圍第1項之不接觸的資料載體，其中所述 整流電路之一是倍壓整流電路。 4 ·如申請專利範圍第1項之不接觸的資料載體，其中穩壓 器（DZ)是並聯穩壓器。 5 .如申請專利範圍第3項之不接觸的資料載體，其中所述 的倍壓電路是一種維拉德（V 1 1 1 a r d )電路，其中形成該 親連兀件用的線圈（L 1 )的第^一接點疋與弟一*電谷益（C 3 ) 的第一接點連接， 線圈（L 1 )的第二接點通過第一二極體（D1 )而第一電容 器（C3)的第二接點連接， -10 - 543006 六、申請專利範圍 第一電谷器（C3)之第二接點經第二二極體（D2)而與第 一直流電壓輸出相連， 在線圏（L 1 )的第一接點和第一二極體（〇丨）之間接入一 個第二一極體（D3)’所述第三二極體可由一個由調 變器控制電路（MSS )控制的開關所跨接，並且 在線圈（L 1 )的第二接點和第一直流電壓輸出之間接入 一個第四二極體（D4)，且 第三和第一二極體之間之連接處構成第二直流電壓輸 出。 6 . —種資料載體，具有： 一 一個耦連元件（L 1 )， --個整流電路，用於從耦連元件（L 1 )中產生的交流 電壓得到直流電壓（IW)， ——種與調變器控制電路（MSS )連接的開關，通過該 開關可以在充電相位使儲能器與耦連元件（L1)連接，儲 能器是一種負載，和 ——種穩壓電路（DZ )，該電路與整流電路和儲能器連 接，在放電相位中儲存在儲能器中的能量可以向與整流 電路的輸出連接的收集點放電。 -11-